频谱管理装置和方法、用于无线通信的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例总体上涉及无线通信领域，具体地涉及频谱管理装置和方法W及 用于无线通信的装置和方法，更具体地，本发明的实施例涉及不同优先级别的通信系统使 用同一频段时优化网络频谱利用效率的技术。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信技术的发展，用户对高品质、高速度、新服务的服务需求越来越高。 无线通讯运营商和设备商要不断改进系统W满足用户的需求。送需要大量的频谱资源来支 持不断出现的新服务和满足高速通信需求，频谱资源例如可W用时间、频率、带宽、可容许 最大发射功率等参数来量化。
[0003] 目前，有限的频谱资源已经分配给固定的运营商和服务，新的可用频谱是非常稀 少的或者是价格昂贵的。在送种情况下，提出了动态频谱利用的概念，即动态地利用郝些已 经分配给某些服务但是却没有被充分利用的频谱资源。例如，美国通讯联邦委员会最近提 出的对3. 5GHz频段的使用规范指出，3. 5GHz是授权给雷达系统使用的，但是民用通讯系统 可W在实现对雷达系统的保护的前提下使用该频段，并且民用通讯系统可W分为具有高、 低频谱优先级的两种系统。
【发明内容】
[0004] 在下文中给出了关于本发明的简要概述，W便提供关于本发明的某些方面的基本 理解。应当理解，送个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的 关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是W简化的形式给出某些概 念，W此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0005] 根据本申请的一个方面，提供了一种频谱管理装置，包括：确定单元，被配置为确 定该频谱管理装置的管理范围内存在的高优先级通信系统的排他指标，其中，排他指标表 示高优先级通信系统在空间上和/或频域上与其他通信系统隔离的范围；W及调节单元， 被配置为在存在多个排他指标的情况下调节排他指标。
[0006] 根据本申请的另一个方面，提供了一种频谱管理方法，包括；确定管理范围内存在 的高优先级通信系统的排他指标，其中，排他指标表示高优先级通信系统在空间上和/或 频域上与其他通信系统隔离的范围；W及在存在多个排他指标的情况下调节该排他指标。
[0007] 根据本申请的另一个方面，提供了一种用于无线通信的装置，包括：接收单元，被 配置为接收来自频谱管理装置的针对该用于无线通信的装置所在的通信系统的可用频谱 资源和排他指标，其中，排他指标为装置所在的通信系统的排他系统个数N，其中，对装置所 在的通信系统造成最大干扰的前N个通信系统被禁止使用与可用频谱资源同一频段的频 谱资源，1 及确定单元，被配置为确定该通信系统的干扰邻居列表，并且基于干扰邻 居列表和排他指标确定排他系统。
[0008] 根据本申请的一个方面，提供了一种用于无线通信的方法，包括：接收来自频谱管 理装置的针对目标通信系统的可用频谱资源和排他指标，其中，排他指标为目标通信系统 的排他系统个数N，其中，对目标通信系统造成最大干扰的前N个通信系统被禁止使用与可 用频谱资源同一频段的频谱资源，N > 1 及确定该目标通信系统的干扰邻居列表，并且 基于干扰邻居列表和排他指标确定排他系统。
[0009] 依据本发明的其它方面，还提供了用于实现上述频谱管理方法和用于无线通信的 方法的计算机程序代码和计算机程序产品W及其上记录有该用于实现上述频谱管理方法 和用于无线通信的方法的计算机程序代码的计算机可读存储介质。
[0010] 根据本申请的频谱管理装置和方法在存在多个排他指标的情况下调节该排他指 标，能够在保证高优先级通信系统的通信质量的情况下更加充分地利用频谱资源，提高频 谱利用效率。此外，通过使用新的排他指标，可W更有效地实现对高优先级通信系统的保 护。根据本申请的用于无线通信的装置和方法通过动态确定排他系统，可W在保证通信质 量的情况下充分利用频谱资源。
[0011] 通过W下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的送些W及其他优 点将更加明显。
【附图说明】
[0012] 为了进一步阐述本发明的W上和其它优点和特征，下面结合附图对本发明的具体 实施方式作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且 形成本说明书的一部分。具有相同的功能和结构的元件用相同的参考标号表示。应当理解， 送些附图仅描述本发明的典型示例，而不应看作是对本发明的范围的限定。在附图中：
[0013] 图1是示出了根据本申请的一个实施例的频谱管理装置的结构框图；
[0014] 图2是示出了频谱管理装置的管理范围内的通信系统的分布的示意图；
[0015] 图3是示出了根据本申请的另一个实施例的频谱管理装置的结构框图；
[0016] 图4是示出了高优先级通信系统向频谱管理装置请求使用频谱资源时的信息交 互的示意图；
[0017] 图5是示出了高优先级通信系统向频谱管理装置请求使用频谱资源时的信息交 互的另一个示意图；
[0018] 图6是示出了根据本申请的一个实施例的频谱管理方法的流程图；
[0019] 图7是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的装置的结构框图；
[0020] 图8是示出了根据本申请的另一个实施例的用于无线通信的装置的结构框图；
[0021] 图9是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的方法的流程图；
[002引图10是示出了一个系统实施例的示意图；W及
[0023] 图11是其中可W实现根据本发明的实施例的方法和/或装置和/或系统的通用 个人计算机的示例性结构的框图。
【具体实施方式】
[0024] 在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见， 在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何送种实际实施 例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，W便实现开发人员的具体目标，例如，符 合与系统及业务相关的郝些限制条件，并且送些限制条件可能会随着实施方式的不同而有 所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开 内容的本领域技术人员来说，送种开发工作仅仅是例行的任务。
[0025] 在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中 仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明 关系不大的其他细节。
[0026] 认知无线由系统
[0027] 首先，简要描述本申请的频谱管理装置所在的认知无线电系统。通常，认知无线电 系统包括主系统和次系统，主系统是具有频谱使用权的系统，例如【背景技术】中所述的雷达 系统，主系统中可W有多个用户（主用户）。次系统可W是没有频谱使用权而只能在主系统 不使用该频谱的时候或者对主系统造成的干扰在预定范围内时（不影响主系统正常使用 该频谱的条件下）机会性地使用该频谱进行通信的系统，例如上述的民用通信系统，次系 统中可W有多个用户（次用户）。可替选地，次系统也可W是具有频谱使用权的系统，但是 在频谱使用上具有比主系统低的优先级别，例如，运营商在部署新的基站W提供新服务的 时候，已有基站W及提供的服务被作为主系统而具有频谱使用优先权。
[002引作为一个应用实例，认知无线电系统包括广播电视系统和Wifi通信系统。其中，由 于广播电视频谱本身就是分配给广播电视系统使用的，因此广播电视系统是主系统，可W 包括主用户基站（例如电视培）和多个主用户（例如电视机）。Wifi通信系统是次系统，分 别包括次用户基站（例如Wifi接入点）和次用户（例如便携式计算机）。在该认知无线电 系统中，可W动态地利用数字广播电视频谱上某些没有播放节目的频道的频谱或者相邻频 道的频谱，在不干扰电视信号接收的情况下，进行Wifi通信。
[0029] 具体地，UHF频段是划分给广播电视服务的，因此广播电视系统在该频段具有最高 的优先级别，是主系统。此外，UHF中广播电视系统在某一时段、某一区域所不使用的频谱 资源可W分配给其他通信系统例如上述的Wifi通信系统或者移动通信系统使用。
[0030] 送种主次系统共存的通讯方式要求次系统的应用对主系统的应用不造成不良影 响，或者说次系统的频谱利用所造成的影响能被控制在主系统容许的范围之内。在保证对 主系统的干扰在一定范围内、即不超过其干扰口限的情况下，多个次系统可W对可供次系 统使用的主系统资源进行分配。
[0031] 本领域的技术人员应该理解，虽然上述例举了主系统为雷达系统或广播电视系统 的情形，但是本申请并不限于此，主系统也可W为其他具有合法频谱使用权的通信系统，例 如移动通信系统，而次系统也可W为其他需要利用频谱资源进行通信的系统，比如智能抄 表系统。
[0032] 由于次系统是机会性的接入主系统的频谱资源，因此目前现有技术中的研究重点 通常在于对主系统的保护，一种最主要的方式就是将主系统的覆盖信息存放在数据库中。 送个数据库还存储有主系统所能容许的干扰界限。同一区域内的次系统在开始利用同一区 域内的主系统的频谱之前首先要访问该数据库并提交次系统的状态信息，例如位置信息、 频谱发射模板（spectrum emission mask)、传输带宽和载波频率等等。然后，数据库根据次 系统的状态信息计算次系统对主系统的干扰量，并且根据所计算的当前状态下的次系统对 主系统的干扰量来计算当前状态下的次系统的预计可用频谱资源。
[0033] W下W具体的实施例描述本发明涉及的内容。< 第一实施例〉
[0034] 图1示出了根据本申请的一个实施例的频谱管理装置100的结构框图，该装置100 包括：确定单元101，被配置为确定该频谱管理装置100的管理范围内存在的高优先级通信 系统的排他指标，其中，排他指标表示高优先级通信系统在空间上和/或频域上与其他通 信系统隔离的范围；W及调节单元102,被配置为在存在多个排他指标的情况下调节排他 指标。
[0035] 如上所述，在通信系统动态利用已授权频谱资源的情况下，通信系统例如次系统 可W分别具有高频谱优先级和低频谱优先级。其中，本发明的发明人提出可W通过应用排 他指标来禁止低优先级通信系统在高优先级通信系统例如高优先级的次系统的排他指标 所涵盖的范围内使用同一频段，从而实现对高优先级通信系统的保护，W确保其通信质量， 比如实现其期望的QoS或者频谱使用效率。
[0036] 例如，频谱管理装置100管理的通信系统可W为对未授权频谱进行机会性使用的 认知无线电通信系统，各个通信系统的优先级可W根据应用的类型来确定，例如，可W为用 于紧急用途的通信系统分配高优先级，或者也可W根据次系统用户支付